JP4353759B2 - Driving circuit - Google Patents

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Description

本発明は、駆動回路に関し、さらに言えば、液晶表示パネル等の容量性負荷を駆動する増幅回路として好適に使用できる駆動(ドライバ)回路に関する。   The present invention relates to a drive circuit, and more particularly, to a drive circuit that can be suitably used as an amplifier circuit for driving a capacitive load such as a liquid crystal display panel.

近年、薄膜トランジスタ(Thin-Film Transistor、TFT)をスイッチング素子として用いた液晶表示装置(Liquid-Crystal Display、LCD)は、ますます大型化の傾向にある。すなわち、20型以上の画面を持つLCDがテレビ(Television、TV)用途に使われ始め、従来のCRT(Cathode-Ray Tube)に置き換わろうとしている。しかし、大型化に伴ってTFTのデータ線負荷が益々重くなることから、1水平同期期間内にデータ線の最遠端までデータの書き込みができない、という問題が生じる。この問題に対処するため、従来は、液晶パネルの上側と下側にそれぞれソースドライバ(水平ドライバ)を配置してそれらを同時に駆動するという対策(これは「両側駆動」方式と呼ばれる)を行ってきた。しかし、「両側駆動」方式では水平ドライバが2個必要になるため、大幅なコストアップになっていた。そこで、液晶パネルの上側または下側のみにソースドライバを配置する「片側駆動」方式のままで、ドレイン線の最遠端まで確実にデータ書き込みができるようにするため、従来より種々の改良がなされてきた。その一例を図9〜図14に示す。   In recent years, liquid-crystal displays (LCDs) using thin-film transistors (TFTs) as switching elements are becoming larger and larger. That is, an LCD having a 20-inch or larger screen has begun to be used for television (Television, TV) applications, and is replacing the conventional CRT (Cathode-Ray Tube). However, since the data line load of the TFT becomes heavier with the increase in size, there arises a problem that data cannot be written to the farthest end of the data line within one horizontal synchronization period. In order to cope with this problem, conventionally, a countermeasure (this is called a “double-side drive” method) in which source drivers (horizontal drivers) are arranged on the upper and lower sides of the liquid crystal panel and driven simultaneously is performed. It was. However, the “double-sided drive” method requires two horizontal drivers, which greatly increases the cost. Therefore, various improvements have been made over the prior art in order to ensure that data can be written to the farthest end of the drain line while maintaining the “one-side drive” method in which the source driver is arranged only on the upper or lower side of the liquid crystal panel. I came. An example is shown in FIGS.

(従来例1)
図9は、「片側駆動」方式を用いた従来の液晶表示装置の概略構成を示す。図9に示しように、この液晶表示装置100は、デジタル映像データから生成されるアナログ・データ信号を液晶パネルに印加する方式の液晶表示装置であり、カラー液晶パネル101と、制御回路102と、階調電源103と、データ電極駆動回路(ソースドライバ)104と、走査電極駆動回路(ゲートドライバ)105とから構成されている。
(Conventional example 1)
FIG. 9 shows a schematic configuration of a conventional liquid crystal display device using the “single-side drive” method. As shown in FIG. 9, the liquid crystal display device 100 is a liquid crystal display device of a type that applies an analog data signal generated from digital video data to a liquid crystal panel, and includes a color liquid crystal panel 101, a control circuit 102, The gradation power source 103, a data electrode driving circuit (source driver) 104, and a scanning electrode driving circuit (gate driver) 105 are configured.

カラー液晶パネル101は、TFTをスイッチ素子に用いたアクティブマトリックス駆動方式のカラー液晶パネルである。カラー液晶パネル101は、行方向に所定間隔で設けられたn本(nは2以上の自然数)の走査電極(ゲート線 )106−1〜106−nと、列方向に所定間隔で設けられたm本(mは2以上の自然数)のデータ電極(ソース線)107−1〜107−mとを備えており、走査電極106−1〜106−nとデータ電極107−1〜107−mの各交点の近傍の領域を「画素」としている。表示画面全体の画素数は(n×m)個である。カラー液晶パネル101には、各画素ごとに、等価的に容量性負荷である液晶容量108と、共通電極109と、対応する液晶容量108を駆動するためのTFT110と、データ電荷を1垂直同期期間の間蓄積する補助コンデンサ(図示省略)とが配置されている。駆動時には、共通電極109に共通電位Vcomを印加した状態で、デジタル映像データ中の赤データと緑データと青データに基づいてそれぞれ生成されるアナログのデータ赤信号とデータ緑信号とデータ青信号をデータ電極107−1〜107−mに印加するとともに、水平同期信号及び垂直同期信号等に基づいて生成されるゲートパルス(走査信号)を走査電極106−1〜106−nに印加する。これにより、カラー液晶パネル101の表示画面に文字や画像等がカラー表示される。   The color liquid crystal panel 101 is an active matrix drive type color liquid crystal panel using TFTs as switching elements. The color liquid crystal panel 101 is provided with n scanning electrodes (gate lines) 106-1 to 106-n (n is a natural number of 2 or more) provided at predetermined intervals in the row direction and at predetermined intervals in the column direction. m (m is a natural number greater than or equal to 2) data electrodes (source lines) 107-1 to 107-m, and includes scan electrodes 106-1 to 106-n and data electrodes 107-1 to 107-m. A region in the vicinity of each intersection is referred to as a “pixel”. The number of pixels on the entire display screen is (n × m). The color liquid crystal panel 101 includes, for each pixel, a liquid crystal capacitor 108 that is equivalently a capacitive load, a common electrode 109, a TFT 110 for driving the corresponding liquid crystal capacitor 108, and data charges for one vertical synchronization period. An auxiliary capacitor (not shown) that accumulates during the period is arranged. At the time of driving, with the common potential Vcom applied to the common electrode 109, the analog data red signal, data green signal and data blue signal generated based on the red data, green data and blue data in the digital video data respectively In addition to being applied to the electrodes 107-1 to 107-m, a gate pulse (scanning signal) generated based on a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal is applied to the scanning electrodes 106-1 to 106-n. As a result, characters, images, and the like are displayed in color on the display screen of the color liquid crystal panel 101.

制御回路102は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)で構成され、外部から供給されるクロック、水平同期信号及び垂直同期信号、データイネーブル信号等に基づいて、ストローブ信号、ドットクロック、水平走査パルス、極性信号、垂直走査パルス等を生成してソースドライバ104とゲートドライバ105に供給する。ストローブ信号は、水平同期信号と同一周期の信号である。ドットクロックは、クロックと同一周波数またはそれとは異なる周波数であって、後述するように、ソースドライバ104を構成するシフトレジスタにおいて水平走査パルスからサンプリングパルスを生成するためなどに使用される。水平走査パルスは、水平同期信号と同一周期であるが、ストローブ信号よりクロックのパルス数個分遅延された信号である。極性信号は、1水平同期周期ごと(すなわち1ラインごと)に極性が反転する信号であり、カラー液晶パネル101を交流駆動するために使用される。この極性信号の極性は、1垂直同期周期ごとにも反転する。垂直走査パルスは、垂直同期信号と同一周期の信号である。   The control circuit 102 is composed of, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and a strobe signal, a dot clock, a horizontal scanning pulse based on an externally supplied clock, a horizontal synchronization signal and a vertical synchronization signal, a data enable signal, and the like. A polarity signal, a vertical scanning pulse, and the like are generated and supplied to the source driver 104 and the gate driver 105. The strobe signal is a signal having the same cycle as the horizontal synchronization signal. The dot clock has the same frequency as the clock or a frequency different from the clock, and is used to generate a sampling pulse from a horizontal scanning pulse in a shift register constituting the source driver 104, as will be described later. The horizontal scanning pulse is a signal having the same cycle as the horizontal synchronizing signal, but delayed by several clock pulses from the strobe signal. The polarity signal is a signal whose polarity is inverted every horizontal synchronization period (that is, every line), and is used for AC driving of the color liquid crystal panel 101. The polarity of the polarity signal is inverted every vertical synchronization period. The vertical scanning pulse is a signal having the same cycle as the vertical synchronizing signal.

階調電源103は、基準電圧線と接地線との間に縦続接続された複数個の抵抗と、各入力端が隣接する抵抗の接続点に接続された複数個のボルテージ・フォロアとから構成されている。階調電源103は、隣接する抵抗の接続点に出現するガンマ変換のために設定された階調電圧を、増幅及び緩衝してソースドライバ104に供給する。そこで、システム全体のガンマを1として良好な階調の再生画像を得るために、アナログ映像信号またはデジタル映像データを補正する必要がある。これを「ガンマ変換」という。一般には、アナログ映像信号又はデジタル映像データに対してCRTディスプレイの特性(ガンマ特性)に適合させる、すなわち、互換性を持たせるためにガンマ変換を施している。ここで、図10に6ビットの入力データ(16進数(HEX)で表示)と階調電圧V0〜V4及びV5〜V9との関係(ガンマ変換特性)の一例を示す。   The gradation power source 103 includes a plurality of resistors connected in cascade between a reference voltage line and a ground line, and a plurality of voltage followers in which each input terminal is connected to a connection point of adjacent resistors. ing. The gradation power supply 103 amplifies and buffers the gradation voltage set for gamma conversion that appears at the connection point of the adjacent resistors, and supplies the amplified voltage to the source driver 104. Therefore, it is necessary to correct the analog video signal or the digital video data in order to obtain a reproduction image with good gradation with the gamma of the entire system being 1. This is called “gamma conversion”. In general, an analog video signal or digital video data is subjected to gamma conversion in order to match the characteristics (gamma characteristics) of the CRT display, that is, to have compatibility. Here, FIG. 10 shows an example of the relationship (gamma conversion characteristics) between 6-bit input data (displayed in hexadecimal (HEX)) and gradation voltages V0 to V4 and V5 to V9.

ソースドライバ104は、図9に示すように、映像データ処理回路111と、デジタル・アナログ変換器(DAC)112と、m個の出力回路113−1〜113−mとから概略構成されている。映像データ処理回路111は、図示しないが、シフトレジスタと、データレジスタと、ラッチと、レベルシフタとから概略構成されている。シフトレジスタは、複数個の遅延フリップフロップで構成されたシリアルイン・パラレルアウト型のシフトレジスタである。シフトレジスタは、制御回路2から供給されるドットクロックに同期して、同じく制御回路2から供給される水平走査パルスをシフトするシフト動作を行うとともに、複数ビットのパラレルのサンプリングパルスを出力する。データレジスタは、シフトレジスタから供給されるサンプリングパルスに同期して、外部から供給されるデジタル映像データの赤データ、緑データ、青データを表示データとして取り込み、ラッチに供給する。ラッチは、制御回路2から供給されるストローブ信号の立ち上がりに同期して、データレジスタから供給される表示データを取り込み、次にストローブ信号が供給されるまで、すなわち、1水平同期期間の間、取り込んだ表示データを保持する。レベルシフタは、ラッチの出力データの電圧を変換して電圧変換表示データとして出力する。   As shown in FIG. 9, the source driver 104 is roughly composed of a video data processing circuit 111, a digital / analog converter (DAC) 112, and m output circuits 113-1 to 113-m. Although not shown, the video data processing circuit 111 is generally composed of a shift register, a data register, a latch, and a level shifter. The shift register is a serial-in / parallel-out shift register composed of a plurality of delay flip-flops. The shift register performs a shift operation for shifting the horizontal scanning pulse supplied from the control circuit 2 in synchronization with the dot clock supplied from the control circuit 2 and outputs a parallel sampling pulse of a plurality of bits. The data register takes in red data, green data, and blue data of digital video data supplied from the outside as display data in synchronization with the sampling pulse supplied from the shift register, and supplies it to the latch. The latch captures the display data supplied from the data register in synchronization with the rise of the strobe signal supplied from the control circuit 2, and then captures until the strobe signal is supplied next, that is, for one horizontal synchronization period. Hold display data. The level shifter converts the voltage of the output data of the latch and outputs it as voltage conversion display data.

D/Aコンバータ112は、映像データ処理回路111から供給される電圧変換表示データに対して、階調電源103から供給される階調電圧V0〜V4の組又は階調電圧V5〜V9の組(図10を参照)に基づいて上記したガンマ補正を施すことにより、階調性を付与する。そして、ガンマ補正が施された補正赤データ、補正緑データ、補正青データをアナログのデータ赤信号、データ緑信号、データ青信号に変換して、対応する出力回路113−1〜113−mに供給する。   For the voltage conversion display data supplied from the video data processing circuit 111, the D / A converter 112 applies a set of gradation voltages V0 to V4 or a set of gradation voltages V5 to V9 ( By applying the above gamma correction based on FIG. Then, the corrected red data, corrected green data, and corrected blue data subjected to gamma correction are converted into analog data red signals, data green signals, and data blue signals and supplied to the corresponding output circuits 113-1 to 113-m. To do.

出力回路113−1〜113−mはいずれも同じ構成であるから、出力回路113−1の構成を図11に示す。図11より明らかなように、出力回路113−1は、ボルテージ・フォロア114a及び114bと、スイッチ115a及び115bとから構成されている。   Since all of the output circuits 113-1 to 113-m have the same configuration, the configuration of the output circuit 113-1 is shown in FIG. 11. As is apparent from FIG. 11, the output circuit 113-1 includes voltage followers 114a and 114b and switches 115a and 115b.

ボルテージ・フォロア114aは、図12に示すように、NチャネルのMOSトランジスタMN11及びMN12と、PチャネルのMOSトランジスタMP11、MP12及びMP13と、定電流源CI11及びCI12と、コンデンサC11とを有するA級増幅器により構成されており、D/Aコンバータ112から供給される正極性のデータ信号を増幅及び緩衝して出力する。ボルテージ・フォロア114bは、図13に示すように、PチャネルのMOSトランジスタMP14及びMP15と、NチャネルのMOSトランジスタMN13、MN14及びMN15と、定電流源CI13及びCI14と、コンデンサC12とを有するA級増幅器により構成されており、D/Aコンバータ112から供給される負極性のデータ信号を増幅及び緩衝して出力する。   As shown in FIG. 12, the voltage follower 114a includes N-channel MOS transistors MN11 and MN12, P-channel MOS transistors MP11, MP12 and MP13, constant current sources CI11 and CI12, and a capacitor C11. The amplifier is configured by an amplifier, and a positive data signal supplied from the D / A converter 112 is amplified and buffered and output. As shown in FIG. 13, the voltage follower 114b includes P-channel MOS transistors MP14 and MP15, N-channel MOS transistors MN13, MN14 and MN15, constant current sources CI13 and CI14, and a capacitor A12. An amplifier is used to amplify and buffer the negative data signal supplied from the D / A converter 112 and output it.

スイッチ115aは、制御回路102から供給される極性信号POLが「H」レベルの時にONとなって、ボルテージ・フォロア114aから供給される正極性のデータ信号Sをカラー液晶パネル101の対応するデータ電極107−1に印加する。スイッチ115bは、制御回路102から供給される極性信号POLが「L」レベルの時にONとなって、ボルテージ・フォロア114bから供給される負極性のデータ信号Sをカラー液晶パネル101の対応するデータ電極107−1に印加する。   The switch 115 a is turned on when the polarity signal POL supplied from the control circuit 102 is “H” level, and the positive polarity data signal S supplied from the voltage follower 114 a is supplied to the corresponding data electrode of the color liquid crystal panel 101. Applied to 107-1. The switch 115b is turned ON when the polarity signal POL supplied from the control circuit 102 is at "L" level, and the negative polarity data signal S supplied from the voltage follower 114b is applied to the corresponding data electrode of the color liquid crystal panel 101. Applied to 107-1.

ゲートドライバ105は、制御回路102から供給される垂直走査パルスのタイミングに同期してゲートパルスを順次発生し、カラー液晶パネル101の対応する走査電極106−1〜106−nに順次印加することによって、1垂直同期期間内に走査電極106−1〜106−nを1回走査する。   The gate driver 105 sequentially generates gate pulses in synchronization with the timing of the vertical scanning pulses supplied from the control circuit 102, and sequentially applies them to the corresponding scanning electrodes 106-1 to 106-n of the color liquid crystal panel 101. Scan electrodes 106-1 to 106-n are scanned once within one vertical synchronization period.

次に、上記構成を持つ従来の液晶表示装置100の動作について、図14に示すタイミング・チャートを参照して説明する。   Next, the operation of the conventional liquid crystal display device 100 having the above configuration will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

図14において、TFは1フレーム期間、THは1水平同期期間をそれぞれ示す。ここでは、カラー液晶パネル101を駆動する駆動方法として「ドット反転駆動法」を採用している。「ドット反転駆動法」では、表示電極に印加すべき電位(極性)が、共通電極109に印加されている共通電位Vcomを基準にしてドットごとに反転せしめられるように、データ電極107−1〜107−mに印加されるデータ信号の極性が制御される。「ドット反転駆動法」は、一般に、液晶パネル101の液晶セルに同極性の電圧を印加し続けると、電源を切っても画面に文字などの跡が残る「焼き付き」という現象が発生してしまうので、その「焼き付き」を防止するために従来から採用されているものである。液晶パネル101の液晶セルに印加する電圧の極性が逆になっても、液晶セルの透過率特性はほとんど変わらないから、正極性の場合も負極性の場合も同一電圧値を有する階調電圧を採用するのが一般的である。   In FIG. 14, TF indicates one frame period, and TH indicates one horizontal synchronization period. Here, the “dot inversion driving method” is adopted as a driving method for driving the color liquid crystal panel 101. In the “dot inversion driving method”, the data electrodes 107-1 to 107-1 are arranged so that the potential (polarity) to be applied to the display electrode can be inverted for each dot with reference to the common potential Vcom applied to the common electrode 109. The polarity of the data signal applied to 107-m is controlled. In the “dot inversion driving method”, in general, when a voltage of the same polarity is continuously applied to the liquid crystal cell of the liquid crystal panel 101, a phenomenon of “burn-in”, in which characters and the like remain on the screen even when the power is turned off, occurs. Therefore, it is conventionally employed to prevent the “burn-in”. Even if the polarity of the voltage applied to the liquid crystal cell of the liquid crystal panel 101 is reversed, the transmittance characteristic of the liquid crystal cell is hardly changed. Therefore, a gradation voltage having the same voltage value is applied in both cases of positive polarity and negative polarity. Generally adopted.

図14(1)に示すクロックVCKは、ゲートドライバ105で用いられるクロックである。ゲートドライバ5は、このクロックVCKの各パルスP1、P2、…、Pnに同期して、図14(2)、(3)及び(4)に示すように、1ラインずつゲートパルス(走査電圧パルス)VG1、VG2、…、VGnを順次発生して、カラー液晶パネル101の対応する走査電極106−1〜106−nに順次印加する。ソースドライバ104は、図14(5)及び(6)に示すように、各ゲートパルスVG1、VG2、…、VGnの発生から数μsec後に各出力回路113−1〜113−nからデータ赤信号、データ緑信号、データ青信号を出力する。図14(5)は、図9において左から偶数番目の出力回路から出力されるデータ信号の電圧波形であり、図14(6)は、図9において左から奇数番目の出力回路から出力されるデータ信号の電圧波形である。   A clock VCK shown in FIG. 14 (1) is a clock used in the gate driver 105. The gate driver 5 synchronizes with each pulse P1, P2,..., Pn of the clock VCK, as shown in FIGS. 14 (2), (3) and (4). ) VG1, VG2,..., VGn are sequentially generated and sequentially applied to the corresponding scanning electrodes 106-1 to 106-n of the color liquid crystal panel 101. As shown in FIGS. 14 (5) and (6), the source driver 104 receives data red signals from the output circuits 113-1 to 113-n several μsec after the generation of the gate pulses VG1, VG2,. Data green signal and data blue signal are output. 14 (5) shows the voltage waveform of the data signal output from the even-numbered output circuit from the left in FIG. 9, and FIG. 14 (6) is output from the odd-numbered output circuit from the left in FIG. It is a voltage waveform of a data signal.

(従来例2)
図11のボルテージ・フォロワ114a及び114b用として図12と図13に示した回路構成に代えて、図15に示す回路構成を使用することもできる。図15は、特開2000−338461公報に開示されている回路構成と実質的に等価なものである。
(Conventional example 2)
Instead of the circuit configurations shown in FIGS. 12 and 13 for the voltage followers 114a and 114b in FIG. 11, the circuit configuration shown in FIG. 15 may be used. FIG. 15 is substantially equivalent to the circuit configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-338461.

図15の回路は、PMOSソースフォロワ出力回路116aと、NMOSソースフォロワ出力回路116bと、プリチャージ回路117と、スイッチS21及びS22とから構成されている。PMOSソースフォロワ出力回路116aは、PチャネルのMOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)MP26及びMP27と、定電流源CI21、CI22及びCI23とから構成されている。NMOSソースフォロワ出力回路116bは、NチャネルのMOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)MN26及びMN27と、定電流源CI24、CI25及びCI26とより構成されている。プリチャージ回路117は、プリチャージ駆動用のスイッチS23とS24とより構成されている。スイッチS21及びS22は、PMOSソースフォロワ出力回路116aとNMOSソースフォロワ出力回路116bとを切り替えるために使用される。   The circuit shown in FIG. 15 includes a PMOS source follower output circuit 116a, an NMOS source follower output circuit 116b, a precharge circuit 117, and switches S21 and S22. The PMOS source follower output circuit 116a includes P-channel MOS transistors (PMOS transistors) MP26 and MP27, and constant current sources CI21, CI22 and CI23. The NMOS source follower output circuit 116b includes N-channel MOS transistors (NMOS transistors) MN26 and MN27, and constant current sources CI24, CI25 and CI26. The precharge circuit 117 includes precharge drive switches S23 and S24. The switches S21 and S22 are used to switch between the PMOS source follower output circuit 116a and the NMOS source follower output circuit 116b.

次に、図15に示すボルテージ・フォロワの動作について、図16を参照しながら説明する。図16(A)は、正極性の期間の出力波形を示しており、スイッチS21とS22によってPMOSソースフォロワ出力回路116aが使用されている時のものである。図16(B)は、負極性の期間の出力波形を示しており、スイッチS21とS22によってNMOSソースフォロワ出力回路116bが使用されている時のものである。   Next, the operation of the voltage follower shown in FIG. 15 will be described with reference to FIG. FIG. 16A shows the output waveform during the positive polarity period, and is when the PMOS source follower output circuit 116a is used by the switches S21 and S22. FIG. 16B shows an output waveform during a negative polarity period, and is when the NMOS source follower output circuit 116b is used by the switches S21 and S22.

一般に、ソースフォロワ回路は一方向の駆動能力しか持っていない。例えば、PMOSソースフォロワ出力回路116aにおいてPMOSトランジスタMP27で構成されているソースフォロワ回路は、電流を吸い込む能力は充分にあるが、電流を吐き出す能力はなく、PMOSトランジスタMP27に接続された定電流源CI23による電流を吐き出す能力しかない。通常、定電流源CI23の電流値は非常に小さく設定されるため、電流吐き出し駆動能力は非常に小さくなる。同様に、NMOSソースフォロワ出力回路116bにおいてNMOSトランジスタMN27で構成されるソースフォロワ回路は、電流を吐き出す能力は充分にあるが、電流を吸い込む能力はなく、NMOSトランジスタMN27に接続された定電流源CI26による小さい電流を吸い込む能力しかない。これらの理由から、図15に示すボルテージ・フォロワでは、図16に示すように、1水平同期期間の最初の一部を使ってプリチャージを行い、その後はソースフォロワ出力回路116aまたは116bが持つ能力によって所望の電位にまで戻す動作をしている。   In general, a source follower circuit has only a one-way driving capability. For example, the source follower circuit constituted by the PMOS transistor MP27 in the PMOS source follower output circuit 116a has a sufficient capacity to sink current, but does not have a capacity to discharge current, and the constant current source CI23 connected to the PMOS transistor MP27. There is only the ability to discharge the current. Usually, since the current value of the constant current source CI23 is set to be very small, the current discharge driving capability is very small. Similarly, the source follower circuit constituted by the NMOS transistor MN27 in the NMOS source follower output circuit 116b has a sufficient capacity to discharge current, but does not have a capacity to absorb current, and the constant current source CI26 connected to the NMOS transistor MN27. It has only the ability to absorb a small current. For these reasons, in the voltage follower shown in FIG. 15, as shown in FIG. 16, precharge is performed using the first part of one horizontal synchronization period, and thereafter the capability of the source follower output circuit 116 a or 116 b. The operation of returning to the desired potential is performed.

プリチャージをしない場合、値の小さい定電流で負荷を駆動することになるため、ソースフォロワ出力回路116aならば立ち上がり特性が、ソースフォロワ出力回路116bならば立ち下がり特性が、極端に悪くなる。そこで、ソースフォロワ回路116a及び116bとプリチャージ回路117とを組み合わせることにより、この問題を回避しているのである。   When the precharge is not performed, the load is driven with a constant current having a small value, so that the rising characteristic is extremely deteriorated in the case of the source follower output circuit 116a, and the falling characteristic is extremely deteriorated in the case of the source follower output circuit 116b. Therefore, this problem is avoided by combining the source follower circuits 116a and 116b with the precharge circuit 117.

(従来例3)
さらに、図15の回路を発展させたものが、前述の特開2000−338461号公報や特開20003−22055号公報に開示されている(図示せず)。これらは、一方の電源ラインと出力端子との間に一導電型のトランジスタを、他方の電源ラインと同出力端子との間に他導電型のトランジスタを、それぞれソースフォロア形式に接続し、さらにこれら両トランジスタに対してスイッチをそれぞれ設けることを基本としており、入力信号の極性に応じて一方のソースフォロア回路を活性化している。
(Conventional example 3)
Further, a development of the circuit of FIG. 15 is disclosed in the aforementioned Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-338461 and 20003-22055 (not shown). These are connected in one source follower type with one conductivity type transistor between one power supply line and the output terminal, and another conductivity type transistor between the other power supply line and the same output terminal. A switch is provided for each of the transistors, and one source follower circuit is activated according to the polarity of the input signal.

特開2000−338461号公報JP 2000-338461 A 特開2003−22055号公報JP 2003-22055 A

図9〜図14に示した従来例1では、以下のような問題点がある。   The conventional example 1 shown in FIGS. 9 to 14 has the following problems.

すなわち、正極性時に動作させる図12のボルテージ・フォロワ114aと負極性時に動作させる図13のボルテージ・フォロワ114bの間にオフセット電圧の違いがあるのが通常であるから、いわゆる出力偏差が生じて「縦すじ」等の画質劣化現象が生じる、という問題がある。   That is, since there is usually a difference in offset voltage between the voltage follower 114a of FIG. 12 that operates at the positive polarity and the voltage follower 114b of FIG. 13 that operates at the negative polarity, a so-called output deviation occurs. There is a problem that image quality deterioration phenomenon such as “vertical stripes” occurs.

図15〜図16に示した従来例2では、入力信号の極性に応じて、PMOSソースフォロワ出力回路116aとNMOSソースフォロワ出力回路116bとを切り替えて使用するため、従来例1と同様に、上記出力偏差が生じて画質が劣化する、という問題がある。また、上述したように、プリチャージをしない場合は値の小さい定電流で負荷を駆動することになるため、立ち上がり特性や立ち下がり特性が極端に悪くなる。よって、従来例2では、どの出力レベルにおいてもプリチャージという動作がないと正常動作しない、という問題もある。   In the conventional example 2 shown in FIGS. 15 to 16, the PMOS source follower output circuit 116 a and the NMOS source follower output circuit 116 b are switched and used in accordance with the polarity of the input signal. There is a problem that image quality deteriorates due to output deviation. Further, as described above, when the precharge is not performed, the load is driven with a constant current having a small value, so that the rising characteristics and the falling characteristics are extremely deteriorated. Therefore, the conventional example 2 also has a problem that it does not operate normally if there is no precharge operation at any output level.

従来例3の駆動回路においても、電流駆動能力が非常に小さく、プリチャージしないと正常に動作しない、という問題がある。しかも、スイッチを用いて二つのソースフォロア回路を選択的に動作させているので、オフセット電圧に起因する出力偏差が生じて画質が劣化するという問題もある。   The drive circuit of Conventional Example 3 also has a problem that the current drive capability is very small and does not operate normally unless precharged. In addition, since the two source follower circuits are selectively operated using the switches, there is a problem that an output deviation caused by the offset voltage is generated and the image quality is deteriorated.

本発明の主な目的は、出力偏差を低減しつつ駆動能力を増大した駆動回路を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a drive circuit having an increased drive capability while reducing an output deviation.

(1) 本発明の駆動回路は、
入力信号を受ける増幅回路と、
出力点に互いのソースが接続される形態で二つの電源供給端子間に直列接続されると共に、前記増幅回路の出力信号に応答して前記出力点をプッシュプル駆動する、互いに異なる導電型の第1及び第2のトランジスタと、
前記二つの電源供給端子の一方と前記出力点との間に前記第1トランジスタに並列に設けられた第1スイッチと、
前記二つの電源供給端子の他方と前記出力点との間に前記第2トランジスタに並列に設けられた第2スイッチと、
当該駆動回路の出力端子と前記出力点とを結ぶ経路に設けられ、且つ前記出力点に対してプリチャージが行われる時に前記経路を遮断し、プリチャージが行われない時に前記経路を接続するように制御される第3スイッチとを備え、
前記第1及び第2のトランジスタがB級動作に基づきプッシュプル駆動されると共に、前記出力点の信号が前記増幅回路に帰還されていることを特徴とする。
(1) The drive circuit of the present invention
An amplifier circuit for receiving an input signal;
Second power sources of different conductivity types are connected in series between the two power supply terminals in a form in which the respective sources are connected to the output point, and push-pull drive the output point in response to the output signal of the amplifier circuit. A first and a second transistor ;
A first switch provided in parallel with the first transistor between one of the two power supply terminals and the output point;
A second switch provided in parallel with the second transistor between the other of the two power supply terminals and the output point;
Provided in a path connecting the output terminal of the drive circuit and the output point, and when the precharge is performed on the output point, the path is blocked, and when the precharge is not performed, the path is connected. A third switch controlled by
The first and second transistors are push-pull driven based on a class B operation, and a signal at the output point is fed back to the amplifier circuit.

(2) 本発明の駆動回路では、増幅回路の出力側に、出力点に互いのソースが接続される形態で二つの電源供給端子間に直列接続されると共に、前記増幅回路の出力信号に応答して前記出力点をプッシュプル駆動する、互いに異なる導電型の第1及び第2のトランジスタとを有している。このため、前記増幅回路の出力側において、一導電型の前記第1トランジスタがソースフォロア構成を持ち、他導電型の前記第2トランジスタが同じくソースフォロア構成を持つ。そして、前記第1及び第2のトランジスタは、前記増幅回路の出力信号に応答して前記出力点をプッシュプル駆動する。このため、オフセット電圧に起因する出力偏差を低減することができる。また、出力偏差に起因する画質劣化が生じる恐れも減少する。   (2) In the drive circuit according to the present invention, the output side of the amplifier circuit is connected in series between two power supply terminals in a form in which the sources are connected to the output point, and responds to the output signal of the amplifier circuit. Thus, the first and second transistors of different conductivity types that push-pull drive the output point. Therefore, on the output side of the amplifier circuit, the first transistor of one conductivity type has a source follower configuration, and the second transistor of the other conductivity type has the same source follower configuration. The first and second transistors push-pull drive the output point in response to the output signal of the amplifier circuit. For this reason, the output deviation resulting from an offset voltage can be reduced. In addition, the risk of image quality degradation due to output deviation is reduced.

さらに、前記出力点の信号が前記増幅回路に帰還されているため、前記第1及び第2のトランジスタの持つ駆動能力を有効に利用することができる。よって、駆動能力を増大することができる。   Furthermore, since the signal at the output point is fed back to the amplifier circuit, the driving capability of the first and second transistors can be used effectively. Therefore, the driving capability can be increased.

また、本発明の駆動回路では、前記第1及び第2のトランジスタがB級動作に基づきプッシュプル駆動されるので、消費電力を低減できる。
In the driving circuit of the present invention , the first and second transistors are push-pull driven based on the class B operation, so that power consumption can be reduced .

また、前記二つの電源供給端子の一方と前記出力点との間に前記第1トランジスタに並列に設けられた第1スイッチと、前記二つの電源供給端子の他方と前記出力点との間に前記第2トランジスタに並列に設けられた第2スイッチとをさらに備えているため、前記第1及び第2のトランジスタがソースフォロア動作を行えない範囲において、前記第1または第2のスイッチを選択的にONにすることにより、前記出力点に対してプリチャージが行われる。その結果、高駆動能力が得られる範囲を拡大できると共に、動作の高速化が可能である
Also, the between the other and the output point of the first switch that is provided in parallel with the first transistor, the two power supply terminals between one and the output point of the two power supply terminals And a second switch provided in parallel with the second transistor, so that the first or second switch is selectively selected within a range in which the first and second transistors cannot perform a source follower operation. By turning it ON, precharging is performed on the output point. As a result, it expands the range of high driving ability can be obtained, which enables high speed operation.

また、当該駆動回路の出力端子と前記出力点とを結ぶ経路に設けられ、且つ前記出力点に対してプリチャージが行われる時に前記経路を遮断し、プリチャージが行われない時に前記経路を接続するように制御される第3スイッチを備えているので、プリチャージを行う際に前記第3スイッチによって前記出力点を当該駆動回路の出力端子から切り離すことができる。このため、プリチャージが前記出力点に影響を与えるのを防止できる
Also, provided in a path connecting the output terminal of the drive circuit and the output point, the path is cut off when the output point is precharged, and the path is connected when the precharge is not performed. Since the third switch controlled to do so is provided, the output point can be separated from the output terminal of the drive circuit by the third switch when precharging is performed . Therefore, it is possible to prevent the pre-charge affects the output point.

(3) 本発明の駆動回路の好ましい例では、前記入力信号を調べてプリチャージが必要か否かを判定する判定回路をさらに有している。この例では、必要な場合に確実にプリチャージ動作を行うことができるという利点がある。この判定回路は、好ましくは、前記入力信号の上位nビット(nは正の整数)を判定してプリチャージが必要か否かを判定するようにする。例えば、前記入力信号の上位nビットを判定して、その入力信号が所定の階調であると判断すると、プリチャージが必要と判定する。
(3) In a preferred example of the drive circuit of the present invention, the drive circuit further includes a determination circuit that examines the input signal and determines whether precharge is necessary. In this example, there is an advantage that the precharge operation can be surely performed when necessary. This determination circuit preferably determines the upper n bits (n is a positive integer) of the input signal to determine whether precharge is necessary. For example, when the upper n bits of the input signal are determined and it is determined that the input signal has a predetermined gradation, it is determined that precharge is necessary.

本発明の駆動回路の他の好ましい例では、互いに直列接続された第4スイッチ及び第1定電流源が、前記二つの電源供給端子の一方と前記出力点との間において前記第1トランジスタに並列に設けられていると共に、互いに直列接続された第5スイッチ及び第2定電流源が、前記二つの電源供給端子の他方と前記出力点との間において前記第2トランジスタに並列に設けられており、前記第4スイッチは、前記第1トランジスタのON・OFFにほぼ同期してON・OFF制御され、前記第5スイッチは、前記第2トランジスタのON・OFFにほぼ同期してON・OFF制御される。この例では、出力ダイナミックレンジをいっそう拡大できると共に、駆動能力をいっそう向上できるという利点がある。この例では、好ましくは、前記第4スイッチ及び前記第1定電流源と前記第5スイッチ及び前記第2定電流源が、出力アイドリング電流を流すために使用される。こうすると、B級プッシュプル動作を行って出力電流がゼロになった時に、前記第1及び第2のトランジスタのゲート電位を安定化することができるという利点がある。
In another preferable example of the drive circuit of the present invention, a fourth switch and a first constant current source connected in series with each other are connected in parallel with the first transistor between one of the two power supply terminals and the output point. in conjunction provided, the fifth switch and the second constant current source connected in series with each other is provided in parallel with the second transistor between the other and the output point of the two power supply terminals , the fourth switch, the is oN · OFF controlled in almost synchronism with the oN · OFF of the first transistor, the fifth switch is oN · OFF controlled in almost synchronism with the oN · OFF of the second transistor The In this example, there is an advantage that the output dynamic range can be further expanded and the driving capability can be further improved. In this example, it is preferable that the fourth switch, the first constant current source, the fifth switch, and the second constant current source are used for flowing an output idling current. This has the advantage that the gate potential of the first and second transistors can be stabilized when the class B push-pull operation is performed and the output current becomes zero.

本発明の駆動回路によれば、出力偏差を低減しつつ駆動能力を増大することができる、という効果が得られる。   According to the drive circuit of the present invention, it is possible to increase the drive capability while reducing the output deviation.

以下、本発明に係る駆動回路の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。この実施形態では、本発明をLCD駆動用増幅回路に適用している。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a driving circuit according to the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an LCD driving amplifier circuit.

図1は、本発明の一実施形態に係るLCD駆動用増幅回路10の構成を示す回路図である。図2は、そのLCD駆動用増幅回路10を用いて構成したLCD駆動回路20の構成を示す機能ブロック図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an LCD driving amplifier circuit 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the LCD drive circuit 20 configured using the LCD drive amplifier circuit 10.

図1において、本発明の一実施形態に係るLCD駆動用増幅回路10は、差動増幅部11と、出力部12と、入力端子Tin及び出力端子Toutとを備えている。出力端子Toutには負荷(液晶パネルの液晶容量)60が接続されている。   In FIG. 1, an LCD drive amplifier circuit 10 according to an embodiment of the present invention includes a differential amplifier 11, an output unit 12, an input terminal Tin, and an output terminal Tout. A load (liquid crystal capacitance of the liquid crystal panel) 60 is connected to the output terminal Tout.

差動増幅部11は、演算増幅器(オペアンプ)により構成されており、入力端子Tinから印加されたアナログ入力信号電圧Vinをその非反転(+側)入力端子で受けると共に、帰還せしめられた出力電圧Voutを反転(−側)入力端子で受け、両信号電圧を差動増幅して出力する。差動増幅部11の出力信号Vinaは、出力部12に供給される。差動増幅部11の構成及び動作は周知であり、また本発明とは直接の関係を持たないので、それらに関する詳細な説明は省略する。 The differential amplifying unit 11 is composed of an operational amplifier (op-amp), receives the analog input signal voltage Vin applied from the input terminal Tin at the non-inverted (+ side) input terminal, and feeds back the output voltage. Vout is received at the inverting (-side) input terminal, and both signal voltages are differentially amplified and output. The output signal Vina of the differential amplifying unit 11 is supplied to the output unit 12. Since the configuration and operation of the differential amplifying unit 11 are well known and do not have a direct relationship with the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

出力部12は、ソースフォロア構成のNチャネルMOSトランジスタM1と、ソースフォロア構成のPチャネルMOSトランジスタM2と、定電流源CI3とを備えている。両トランジスタM1とM2のゲートは、差動増幅部11の出力端に共通接続されている。両トランジスタM1とM2のソースは、ノード(出力点)Pに共通接続されている。出力点Pは差動増幅部11の反転入力端子に接続されているから、出力点Pの信号(Vout)は差動増幅部11の反転入力端子に帰還される。トランジスタM1のドレインは、電源電圧VDDが印加された電源線(電源端子)に接続され、トランジスタM2のドレインは、接地電位GNDに保持された接地線(接地端子)との間に接続されている。定電流源CI3は、電源線とトランジスタM1(とM2)のゲートの間に接続されている。この定電流源CI13は、差動増幅部11の出力電流を制御するための電流源である。   The output unit 12 includes an N-channel MOS transistor M1 having a source follower configuration, a P-channel MOS transistor M2 having a source follower configuration, and a constant current source CI3. The gates of both transistors M1 and M2 are connected in common to the output terminal of the differential amplifier 11. The sources of both transistors M1 and M2 are commonly connected to a node (output point) P. Since the output point P is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 11, the signal (Vout) at the output point P is fed back to the inverting input terminal of the differential amplifier 11. The drain of the transistor M1 is connected to a power supply line (power supply terminal) to which the power supply voltage VDD is applied, and the drain of the transistor M2 is connected to a ground line (ground terminal) held at the ground potential GND. . The constant current source CI3 is connected between the power supply line and the gate of the transistor M1 (and M2). The constant current source CI13 is a current source for controlling the output current of the differential amplifying unit 11.

なお、接地電位GNDに保持された接地線(接地端子)に代えて、電源電圧VSSが印加された他の電源線(電源端子)としてもよいことは、言うまでもない。   Needless to say, instead of the ground line (ground terminal) held at the ground potential GND, another power line (power terminal) to which the power supply voltage VSS is applied may be used.

このように、図1の回路構成では、導電型の異なる二つのトランジスタM1とM2がそれぞれB級動作を行うソースフォロア構成とされていると共に、それらトランジスタM1とM2は電源線と接地線との間に互いに直列に接続されている。そして、トランジスタM1とM2のゲートに差動増幅部11の出力信号が共通に印加され、それらトランジスタM1とM2のソース(出力点P)から当該ソースフォロア回路ブロックの出力が取り出される。換言すれば、導電型の異なる二つのトランジスタM1とM2が、それぞれソースフォロア構成として二つの電源供給端子の間に(すなわち電源線と接地線との間に)直列接続されており、両トランジスタM1とM2の共通接続されたソース(すなわち出力点P)をB級プッシュプル駆動する。よって、当該ソースフォロア・ブロックは、B級プッシュプル増幅を行うと共に、コンプリメンタリー型出力を構成している。その結果、十分な電流吐き出し/吸い込み能力が得られる。また、ソースフォロア構成であるから出力インピーダンスは比較的低く、さらに帰還をかけているのでその出力インピーダンスはさらに低下し、この種の増幅器(バッファ)としての優れた特性が得られる。   As described above, in the circuit configuration of FIG. 1, the two transistors M1 and M2 having different conductivity types are each configured as a source follower that performs class B operation, and the transistors M1 and M2 are connected to the power supply line and the ground line. They are connected in series with each other. Then, the output signal of the differential amplifier 11 is applied in common to the gates of the transistors M1 and M2, and the output of the source follower circuit block is extracted from the sources (output points P) of the transistors M1 and M2. In other words, two transistors M1 and M2 having different conductivity types are connected in series between two power supply terminals (that is, between a power supply line and a ground line) as a source follower configuration, and both transistors M1 And M2 are connected in common (ie, the output point P) with class B push-pull drive. Therefore, the source follower block performs class B push-pull amplification and constitutes a complementary output. As a result, sufficient current discharging / sucking capability can be obtained. Further, since it has a source follower configuration, the output impedance is relatively low, and since feedback is further applied, the output impedance is further reduced, and excellent characteristics as this type of amplifier (buffer) can be obtained.

出力部12はさらに、二つの定電流源CI1及びCI2と、五つのスイッチS1、S2、S3、S4及びS5とを有している。スイッチS1は、ノードQとノードRの間に設けられており、ノード(すなわちソースフォロア回路ブロックの出力点)Pと出力端子Toutとの経路を開閉する。定電流源CI1は吐き出し型であって、その一端は電源線に接続され、他端はスイッチS2の一端に接続されている。スイッチS2の他端は、ノードQに接続されている。したがって、定電流源CI1による電流は、スイッチS2がONになった時だけノードQに供給される。他方、定電流源CI2は吸い込み型であって、その一端は接地線に接続され、他端はスイッチS3の一端に接続されている。スイッチS3の他端は、ノードQに接続されている。したがって、スイッチS3がONになった時だけ電流がノードQから定電流源CI2に吸い込まれる。定電流源CI1及びCI2とスイッチS3及びS4は、LCD駆動用増幅回路10の出力ダイナミックレンジを広げる作用をする。   The output unit 12 further includes two constant current sources CI1 and CI2 and five switches S1, S2, S3, S4 and S5. The switch S1 is provided between the node Q and the node R, and opens and closes a path between the node (that is, the output point of the source follower circuit block) P and the output terminal Tout. The constant current source CI1 is a discharge type, and one end thereof is connected to the power supply line, and the other end is connected to one end of the switch S2. The other end of the switch S2 is connected to the node Q. Therefore, the current from the constant current source CI1 is supplied to the node Q only when the switch S2 is turned on. On the other hand, the constant current source CI2 is a suction type, and one end thereof is connected to the ground line, and the other end is connected to one end of the switch S3. The other end of the switch S3 is connected to the node Q. Therefore, current is sucked from the node Q into the constant current source CI2 only when the switch S3 is turned on. The constant current sources CI1 and CI2 and the switches S3 and S4 serve to widen the output dynamic range of the LCD driving amplifier circuit 10.

スイッチS4は、電源線とノードRの間に接続されている。スイッチS5は、接地線とノードRの間に接続されている。両スイッチS4及びS5はプリチャージ制御用であり、必要時にONとなって出力端子Toutに対してプリチャージ(オーバードライブ)を行う。   The switch S4 is connected between the power supply line and the node R. The switch S5 is connected between the ground line and the node R. Both switches S4 and S5 are for precharge control, and are turned on when necessary to precharge (overdrive) the output terminal Tout.

出力得端子Toutは、ノードR、スイッチS1、ノードQ、そしてノード(出力点)Pを介して差動増幅部11の反転入力端子に接続されており、出力信号電圧Vout(出力点Pの信号電圧)をLCD駆動用増幅回路10の入力側に帰還するようになっている。   The output obtaining terminal Tout is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 11 via the node R, the switch S1, the node Q, and the node (output point) P, and the output signal voltage Vout (the signal at the output point P). Voltage) is fed back to the input side of the LCD driving amplifier circuit 10.

以上の構成を持つLCD駆動用増幅回路10を用いた本実施形態に係るLCD駆動回路20の構成を図2に示す。   FIG. 2 shows a configuration of the LCD drive circuit 20 according to the present embodiment using the LCD drive amplifier circuit 10 having the above configuration.

図2より明らかなように、図1のLCD駆動用増幅回路10の入力側に、デジタル入力信号電圧Vdinをアナログ信号に変換してアナログ入力信号電圧Vinを生成するD/Aコンバータ21を設けている。また、スイッチS1〜S5の開閉を制御するために、上位nビット判定回路22とスイッチ制御回路23を設けている。   As is apparent from FIG. 2, a D / A converter 21 for converting the digital input signal voltage Vdin into an analog signal to generate the analog input signal voltage Vin is provided on the input side of the LCD driving amplifier circuit 10 in FIG. Yes. In addition, an upper n-bit determination circuit 22 and a switch control circuit 23 are provided to control the opening and closing of the switches S1 to S5.

上位nビット判定回路22は、デジタル入力信号Vdinの上位nビットを調べてプリチャージ(オーバードライブ)が必要か否かを判定し、その判定結果に応じた信号をスイッチ制御回路23に送る。例えば、デジタル入力信号Vdinの上位3ビットを調べれば、それが図4に示すプリチャージ(オーバードライブ)必要範囲にあるか否かを判定できる。また、例えば、階調出力が0〜1ボルトの範囲あるいは(VDD−1)〜VDDボルトの範囲にある時にのみプリチャージを実施し、それ以外の時はプリチャージなしの通常動作を実施するようにすることができる。   The upper n-bit determination circuit 22 checks the upper n bits of the digital input signal Vdin to determine whether precharge (overdrive) is necessary, and sends a signal corresponding to the determination result to the switch control circuit 23. For example, by examining the upper 3 bits of the digital input signal Vdin, it can be determined whether or not it is within the precharge (overdrive) necessary range shown in FIG. Further, for example, the precharge is performed only when the gradation output is in the range of 0 to 1 volt or in the range of (VDD-1) to VDD volt, and otherwise, the normal operation without precharge is performed. Can be.

スイッチ制御回路23は、上位nビット判定回路22から送られる判定結果信号の内容に応じて、図5と図6に示した波形が得られるようにスイッチS1〜S5の開閉を制御する。   The switch control circuit 23 controls the opening and closing of the switches S1 to S5 so as to obtain the waveforms shown in FIGS. 5 and 6 according to the content of the determination result signal sent from the upper n-bit determination circuit 22.

以上説明ところから理解されるように、図1に示すLCD駆動用増幅回路10の構成では、入力信号Vinを受ける差動増幅部11と、出力点Pに互いのソースが接続される形態で二つの電源供給端子VDD及びGND間に直列接続されると共に、差動増幅部11の出力信号Vinaに応答して出力点Pをプッシュプル駆動する、互いに異なる導電型のトランジスタM1とM2とを有している。そして、出力点Pの信号が差動増幅部11に帰還されている。このため、この増幅回路11では、差動増幅部11の出力側において、一導電型のトランジスタM1がソースフォロア構成を持ち、他導電型のトランジスタM2が同じくソースフォロア構成を持つ。そして、それらトランジスタM1とM2は、差動増幅部11の出力信号Vinaに応答して出力点Pをプッシュプル駆動する。このため、オフセット電圧に起因する出力偏差を低減することができる。また、出力偏差に起因する画質劣化が生じる恐れも減少する。   As can be understood from the above description, in the configuration of the LCD driving amplifier circuit 10 shown in FIG. 1, the differential amplifier 11 that receives the input signal Vin and the output point P are connected to each other in the form of two. Transistors M1 and M2 having different conductivity types are connected in series between the two power supply terminals VDD and GND and push-pull drive the output point P in response to the output signal Vina of the differential amplifier 11. ing. The signal at the output point P is fed back to the differential amplifying unit 11. Therefore, in this amplifier circuit 11, on the output side of the differential amplifier 11, the one-conductivity type transistor M1 has a source follower configuration, and the other-conductivity type transistor M2 also has a source follower configuration. The transistors M1 and M2 push-pull drive the output point P in response to the output signal Vina of the differential amplifying unit 11. For this reason, the output deviation resulting from an offset voltage can be reduced. In addition, the risk of image quality degradation due to output deviation is reduced.

さらに、出力点Pの信号が差動増幅部11に帰還されているため、二つのトランジスタM1とM2の持つ駆動能力を有効に利用することができる。よって、当該LCD駆動用増幅回路10の駆動能力を増大することができる。   Furthermore, since the signal at the output point P is fed back to the differential amplifier 11, the driving capability of the two transistors M1 and M2 can be used effectively. Therefore, the driving capability of the LCD driving amplifier circuit 10 can be increased.

なお、トランジスタM1とM2は、B級動作に基づきプッシュプル駆動されるのが好ましい。これはB級動作を行うと消費電力を低減できる利点があるからである。しかし、そうでなくても、本発明は実施可能である。   Transistors M1 and M2 are preferably push-pull driven based on class B operation. This is because the power consumption can be reduced by performing the class B operation. However, the present invention can be practiced otherwise.

スイッチS4とS5は、プリチャージ用のスイッチであり、出力端子Toutに対してプリチャージが必要と判定された場合にONとされ、プリチャージが不要と判定された場合にはOFFとされる。本発明の実施には、スイッチS4とS5は必ずしも必要ではない。しかし、実際の使用状況ではプリチャージは必要であるから、本実施形態のように両スイッチS4とS5も併せて設けられるのが通常である。スイッチS4とS5は、トランジスタM1とM2がソースフォロア動作を行えない範囲において、スイッチS4とS5を選択的にONにすることにより、出力点P(すなわち出力端子Tout)に対してプリチャージが行われる。このため、高駆動能力が得られる範囲を拡大できると共に、動作の高速化が可能となるという利点がある。   The switches S4 and S5 are precharge switches, which are turned on when it is determined that precharging is required for the output terminal Tout, and are turned off when it is determined that precharging is not necessary. The switches S4 and S5 are not necessarily required for the implementation of the present invention. However, since precharge is necessary in actual use situations, both switches S4 and S5 are usually provided together as in this embodiment. The switches S4 and S5 are precharged to the output point P (that is, the output terminal Tout) by selectively turning on the switches S4 and S5 within a range where the transistors M1 and M2 cannot perform the source follower operation. Is called. For this reason, there is an advantage that the range in which high driving capability can be obtained can be expanded and the operation speed can be increased.

スイッチS2とS3並びに定電流源CI1とCI2は、出力ダイナミックレンジを広げるためのものであるから、本発明の実施には必ずしも必要ではない。しかし、実際の使用状況では、出力ダイナミックレンジはできるだけ広い方が好ましいから、本実施形態のように併せて設けるのが好ましい。   Since the switches S2 and S3 and the constant current sources CI1 and CI2 are for expanding the output dynamic range, they are not necessarily required to implement the present invention. However, in an actual usage situation, it is preferable that the output dynamic range is as wide as possible. Therefore, it is preferable to provide the output dynamic range as in this embodiment.

スイッチS1は、当該LCD駆動用増幅回路10の出力端子Toutと出力点Pとを結ぶ経路に設けられており、出力点Pに対してプリチャージが行われる時に前記経路を遮断し、プリチャージが行われない時に前記経路を接続するように制御される。スイッチS1は、本発明の実施には必ずしも必要ではない。しかし、本実施形態のように設けるのが好ましい。それは、プリチャージを行う際にスイッチS1によって出力点Pを当該駆動回路10の出力端子Toutから切り離すため、プリチャージが出力点Pに影響を与えるのを防止できるからである。   The switch S1 is provided in a path connecting the output terminal Tout of the LCD driving amplifier circuit 10 and the output point P. When the precharge is performed on the output point P, the switch S1 is cut off and the precharge is performed. It is controlled to connect the path when it is not performed. The switch S1 is not always necessary for the implementation of the present invention. However, it is preferably provided as in this embodiment. This is because the output point P is separated from the output terminal Tout of the drive circuit 10 by the switch S1 when precharging is performed, so that the precharge can be prevented from affecting the output point P.

次に、図1の構成を持つLCD駆動用増幅回路10と図2の構成を持つLCD駆動回路20の動作について説明する。   Next, operations of the LCD driving amplifier circuit 10 having the configuration of FIG. 1 and the LCD driving circuit 20 having the configuration of FIG. 2 will be described.

LCD駆動用増幅回路10では、トランジスタM1とM2よりなる二つのソースフォロア回路は、帰還ループの中に入っているので、出力点Pの電圧が常に入力電圧Vinに等しくなるように動作する。その結果、入力信号電圧Vinを増幅してなる差動増幅部11の増幅出力電圧Vinaは、(Vin+VGS1)または(Vin−VGS2)となる。ただし、VGS1はトランジスタM1のゲート・ソース間電圧、VGS2はトランジスタM2のゲート・ソース間電圧である。換言すれば、差動増幅回路10の反転入力端子(すなわち出力点P)と入力端子Tinはイマジナリ・ショートの関係にあり、従って当該回路10は、出力点Pの電圧が常に入力電圧Vinに等しくなるように動作する。   In the LCD driving amplifier circuit 10, since the two source follower circuits composed of the transistors M1 and M2 are in the feedback loop, the voltage at the output point P always operates to be equal to the input voltage Vin. As a result, the amplified output voltage Vina of the differential amplifying unit 11 obtained by amplifying the input signal voltage Vin is (Vin + VGS1) or (Vin−VGS2). However, VGS1 is a gate-source voltage of the transistor M1, and VGS2 is a gate-source voltage of the transistor M2. In other words, the inverting input terminal (that is, the output point P) of the differential amplifier circuit 10 and the input terminal Tin are in an imaginary short-circuit relationship, and therefore the circuit 10 is configured such that the voltage at the output point P is always equal to the input voltage Vin. It works to be.

負荷である液晶パネルの液晶容量60に対する交流駆動において、入力信号電圧Vinの極性が正の期間では、トランジスタM1がOFF(遮断状態)、トランジスタM2がON(能動状態)となり、出力点Pの電位は入力電圧Vinに等しくなる。その結果、差動増幅部11の増幅出力電圧Vinaは、(Vin−VGS2)となる。入力信号電圧Vinの極性が負の期間ではこれと逆になり、トランジスタM1がON(能動状態)、トランジスタM2がOFF(遮断状態)となり、点Pの電位は入力電圧Vinに等しくなる。その結果、差動増幅器11の増幅出力電圧Vinaは、(Vin+VGS1)となる。LCD駆動用増幅回路10のソースフォロア回路ブロック(トランジスタM1とM2と電流源CI3)は、こうしてプッシュプル形式でソースフォロア動作をする。   In the AC drive for the liquid crystal capacitance 60 of the liquid crystal panel as a load, the transistor M1 is turned off (cut off) and the transistor M2 is turned on (active) when the polarity of the input signal voltage Vin is positive, and the potential at the output point P Becomes equal to the input voltage Vin. As a result, the amplified output voltage Vina of the differential amplifier 11 is (Vin−VGS2). In the period when the polarity of the input signal voltage Vin is negative, this is reversed, the transistor M1 is turned on (active state), the transistor M2 is turned off (cut off state), and the potential at the point P becomes equal to the input voltage Vin. As a result, the amplified output voltage Vina of the differential amplifier 11 is (Vin + VGS1). The source follower circuit block (transistors M1 and M2 and current source CI3) of the LCD driving amplifier circuit 10 thus performs a source follower operation in a push-pull manner.

増幅入力信号電圧Vinaが、トランジスタM1とM2を含むソースフォロア回路ブロックを駆動できる範囲にあれば、上述したようにしてB級プッシュプル増幅を行う。このため、低出力インピーダンスで高い駆動能力が得られる。   If the amplified input signal voltage Vina is within a range in which the source follower circuit block including the transistors M1 and M2 can be driven, class B push-pull amplification is performed as described above. For this reason, high drive capability is obtained with low output impedance.

当該ソースフォロア回路ブロックの駆動できる範囲を具体的に言うと、
VDD−(VGS1+VDS(sat))〜VGS2+VDS(sat)
である。ここで、VDS(sat)は、前段または電流源CI3を構成するトランジスタの3極管領域と5極管領域の境界電圧である。
Specifically speaking, the range in which the source follower circuit block can be driven is as follows:
VDD- (VGS1 + VDS (sat)) to VGS2 + VDS (sat)
It is. Here, VDS (sat) is a boundary voltage between the triode region and the pentode region of the transistor constituting the previous stage or current source CI3.

この範囲外では、当該ソースフォロア回路ブロックはソースフォロア動作を行えないため、出力端子Toutに対してプリチャージを行うことにより、負荷60の駆動を可能とする。すなわち、電源電圧VDDに近い範囲では、プリチャージによりLCD駆動用増幅回路10の出力部12すなわち出力点Pの電位をいったん電源電圧VDDにまで引き上げることによって、PチャネルのトランジスタM2が動作可能となる。トランジスタM2は、電流を吐き出す能力はないが電流を吸い込む能力は持っているから、これが可能となる。接地電位GNDに近い範囲でもこれと同様である。すなわち、プリチャージによりLCD駆動用増幅回路10の出力部12すなわち点Pの電位をいったん接地電位GNDにまで引き下げることによって、NチャネルのトランジスタM1が動作可能となる。トランジスタM1は、電流を吸い込む能力はないが電流を吐き出す能力は持っているから、これが可能となる。こうして、電源電圧VDDから接地電位GNDまでの全範囲で駆動可能となる。図3と図4はこの状況を概念的に示したものである。   Outside this range, the source follower circuit block cannot perform the source follower operation, so that the load 60 can be driven by precharging the output terminal Tout. That is, in the range close to the power supply voltage VDD, the potential of the output portion 12 of the LCD driving amplifier circuit 10, that is, the output point P, is once raised to the power supply voltage VDD by precharging, whereby the P-channel transistor M2 can be operated. . This is possible because the transistor M2 has no ability to discharge current but has the ability to draw current. The same applies to a range close to the ground potential GND. In other words, the N channel transistor M1 can be operated by once reducing the potential of the output portion 12, that is, the point P of the LCD driving amplifier circuit 10 to the ground potential GND by precharging. This is possible because the transistor M1 has no ability to sink current but has the ability to discharge current. In this way, it is possible to drive in the entire range from the power supply voltage VDD to the ground potential GND. 3 and 4 conceptually illustrate this situation.

次に、図5と図6と用いて上記動作をより詳細に説明する。   Next, the above operation will be described in more detail with reference to FIGS.

以下、プリチャージを必要としない場合とプリチャージを必要とする場合に分けて説明するが、プリチャージを必要とするか否かは上位nビット判定回路22によって判定する。   Hereinafter, the case where precharge is not required and the case where precharge is required will be described separately, but whether or not precharge is required is determined by the upper n-bit determination circuit 22.

(プリチャージを必要としない場合)
プリチャージを必要としない場合は、図5に示すように、出力電圧Voutの出力を可能とするためにスイッチS1は常時ON(閉)としておき、プリチャージが行われないようにスイッチS4とS5は常時OFF(開)とする。また、LCD駆動用増幅回路10はB級プッシュプル増幅を行うことから、出力電流がゼロになった時のソースフォロア回路ブロックのトランジスタM1、M2のゲート電位を安定化するために、スイッチS2またはS3を選択的にONにして出力アイドリング電流を流すことが好ましい。これを図5のタイミング・チャートで説明すると、入力電圧Vinの極性が正の期間(時刻t1〜t2)(すなわち1水平同期期間=1H)は、スイッチS2をON、スイッチS3をOFF、スイッチS1をONとして、定電流源CI1による定電流を出力端子Toutに向けて流すようにする。入力電圧Vinの極性が負の期間(時刻t2〜t3)(すなわち次の1水平同期期間)は、スイッチS2をOFF、スイッチS3をON、スイッチS1をONとして、定電流源CI1による定電流を出力端子Toutから吸い込むようにする。この場合の出力電圧Voutの波形は、図3(b)に示すようになる。図3(b)において、実線は負荷近端波形、すなわち負荷60に近い端の波形、破線は負荷遠端波形、すなわち負荷60から遠い端の波形である。
(When precharge is not required)
When the precharge is not required, as shown in FIG. 5, the switch S1 is always turned on (closed) in order to enable the output voltage Vout to be output, and the switches S4 and S5 are prevented from being precharged. Is always OFF (open). In addition, since the LCD driving amplifier circuit 10 performs class B push-pull amplification, in order to stabilize the gate potential of the transistors M1 and M2 of the source follower circuit block when the output current becomes zero, the switch S2 or It is preferable that S3 is selectively turned on to pass an output idling current. This will be described with reference to the timing chart of FIG. 5. During the period in which the polarity of the input voltage Vin is positive (time t1 to t2) (ie, one horizontal synchronization period = 1H), the switch S2 is turned on, the switch S3 is turned off, and the switch S1 Is turned ON, and a constant current from the constant current source CI1 is caused to flow toward the output terminal Tout. During a period in which the polarity of the input voltage Vin is negative (time t2 to t3) (that is, the next one horizontal synchronization period), the switch S2 is turned off, the switch S3 is turned on, and the switch S1 is turned on. Suction is performed from the output terminal Tout. The waveform of the output voltage Vout in this case is as shown in FIG. In FIG. 3B, the solid line is the load near-end waveform, that is, the waveform at the end close to the load 60, and the broken line is the load far-end waveform, that is, the waveform at the end far from the load 60.

なお、プリチャージを必要としない場合であっても、液晶パネルへのデータ書き込み速度を早めるために、プリチャージを実施してもよい。また、図5のVDD2は、各スイッチを制御する制御電圧の振幅である。   Even when the precharge is not required, the precharge may be performed in order to increase the data writing speed to the liquid crystal panel. Further, VDD2 in FIG. 5 is an amplitude of a control voltage for controlling each switch.

(プリチャージを必要とする場合)
プリチャージを必要とする場合でも、プリチャージを必要としない場合と同様に、LCD駆動用増幅回路10はB級プッシュプル増幅を行うことから、出力電流がゼロになった時のソースフォロア回路ブロックのトランジスタM1、M2のゲート電位を安定化するために、スイッチS2またはS3を選択的にONにして出力アイドリング電流を流すことが必要である。しかし、時間を限定してプリチャージを行うため、プリチャージを必要とする場合は制御方法に少し工夫が必要である。
(When precharge is required)
Even when the precharge is required, the LCD drive amplifier circuit 10 performs the class B push-pull amplification as in the case where the precharge is not required, so that the source follower circuit block when the output current becomes zero In order to stabilize the gate potentials of the transistors M1 and M2, it is necessary to selectively turn on the switch S2 or S3 to allow the output idling current to flow. However, since precharging is performed for a limited time, a little ingenuity is required for the control method when precharging is required.

本実施形態では、時間を限定してプリチャージを行うために、各水平同期期間の最初の一部の時間を使ってプリチャージを行うようにしている。これを図6のタイミング・チャートで説明すると、入力電圧Vinの極性が正の期間の最初の部分(時刻t11〜t12)(すなわち1水平同期期間の最初の部分)は、スイッチS1をOFFとして出力端子Toutをソースフォロア回路ブロック(出力点P)から切り離すと共に、スイッチS4をONとして電源電圧VDDを出力端子Toutに印加することにより、出力端子Toutに対してプリチャージを行う。これにより、出力端子Toutに電源電圧VDDが直接印加されるから、出力電圧VoutはVDDまで引き上げられる。その後、時刻t12でスイッチS4をOFFとしてプリチャージを停止すると共に、スイッチS1をONとして出力端子Toutをソースフォロア回路ブロック(出力点P)に接続すると、ソースフォロア回路ブロックの出力電圧(出力点Pの信号電圧)が出力端子Toutに現れる。その結果、出力端子Toutには当該ブロックの出力電圧が出力される(つまり、所望の電圧まで戻される)。この復帰動作は、ソースフォロア構成を持つPチャネルトランジスタM2によって行われ、入力電圧Vinの極性が正の期間の残りの部分(時刻t12〜t13)の間、継続される。   In the present embodiment, in order to perform precharge with a limited time, precharge is performed using the first part of the time of each horizontal synchronization period. This will be explained with reference to the timing chart of FIG. 6. The first part of the period in which the polarity of the input voltage Vin is positive (time t11 to t12) (that is, the first part of one horizontal synchronization period) is output with the switch S1 turned OFF. The terminal Tout is disconnected from the source follower circuit block (output point P), and the switch S4 is turned on to apply the power supply voltage VDD to the output terminal Tout, thereby precharging the output terminal Tout. Thereby, since the power supply voltage VDD is directly applied to the output terminal Tout, the output voltage Vout is raised to VDD. After that, at time t12, the switch S4 is turned off to stop precharging, and the switch S1 is turned on to connect the output terminal Tout to the source follower circuit block (output point P). Signal voltage) appears at the output terminal Tout. As a result, the output voltage of the block is output to the output terminal Tout (that is, returned to a desired voltage). This return operation is performed by the P-channel transistor M2 having a source follower configuration, and is continued during the remaining portion (time t12 to t13) of the positive period of the input voltage Vin.

入力電圧Vinの極性が正の期間中(時刻t11〜t13)、スイッチS2はONに保持される(スイッチS3はOFFに保持される)。これは、定電流源CI1によってトランジスタM2をバイアスして、上記出力電圧復帰動作が十分に行われるようにするためである。   During the period when the polarity of the input voltage Vin is positive (time t11 to t13), the switch S2 is held ON (the switch S3 is held OFF). This is because the transistor M2 is biased by the constant current source CI1 so that the output voltage recovery operation is sufficiently performed.

他方、入力電圧Vinの極性が負の期間の最初のプリチャージ期間(時刻t13〜t14)(すなわち次の1水平同期期間)は、スイッチS1をOFFとして出力端子Toutをソースフォロア回路ブロック(出力点P)から切り離すと共に、スイッチS5をONとして接地電位GNDを出力端子Toutに印加することにより、出力端子Toutに対してプリチャージを行う。これにより、出力端子Toutに接地電位GNDが直接印加されるから、出力電圧VoutはGNDまで引き下げられる。その後、時刻t14でスイッチS5をOFFとしてプリチャージを停止すると共に、スイッチS1をONとして出力端子Toutをソースフォロア回路ブロック(出力点P)に接続すると、ソースフォロア回路ブロックの出力電圧(出力点Pの信号電圧)が出力端子Toutに現れる。その結果、出力端子Toutには当該ブロックの出力電圧が出力される(つまり、所望の電圧まで戻される)。この復帰動作は、ソースフォロア構成を持つNチャネルトランジスタM1によって行われ、入力電圧Vinの極性が負の期間の残りの部分(時刻t14〜t15)の間、継続される。   On the other hand, during the first precharge period (time t13 to t14) in which the polarity of the input voltage Vin is negative (that is, the next one horizontal synchronization period), the switch S1 is turned OFF and the output terminal Tout is connected to the source follower circuit block (output point In addition to being disconnected from P), the switch S5 is turned ON and the ground potential GND is applied to the output terminal Tout, thereby precharging the output terminal Tout. As a result, since the ground potential GND is directly applied to the output terminal Tout, the output voltage Vout is lowered to GND. After that, at time t14, the switch S5 is turned off to stop precharging, and the switch S1 is turned on to connect the output terminal Tout to the source follower circuit block (output point P). Signal voltage) appears at the output terminal Tout. As a result, the output voltage of the block is output to the output terminal Tout (that is, returned to a desired voltage). This return operation is performed by the N-channel transistor M1 having the source follower configuration, and is continued during the remaining portion (time t14 to t15) of the negative period of the input voltage Vin.

入力電圧Vinの極性が負の期間中(時刻t13〜t15)、スイッチS2はOFFに保持される(スイッチS3はONに保持される)。これは、定電流源CI2によってトランジスタM1をバイアスして、上記出力電圧復帰動作が十分に行われるようにするためである。この場合の出力電圧Voutの波形は、図3(a)に示すようになる。図3(a)において、実線は負荷近端波形であり、破線は負荷遠端波形である。   During a period in which the polarity of the input voltage Vin is negative (time t13 to t15), the switch S2 is held OFF (the switch S3 is held ON). This is because the transistor M1 is biased by the constant current source CI2 so that the output voltage recovery operation is sufficiently performed. The waveform of the output voltage Vout in this case is as shown in FIG. In FIG. 3A, the solid line is the load near end waveform, and the broken line is the load far end waveform.

図3(a)の波形より判るように、近端、すなわち当該LCD駆動用増幅回路10に近い箇所における波形(実線で表示)は、各水平同期期間の最初に突起が出たようになるが、最終値到達時間は従来より短くなっており、より高速の書き込みが実現できる。また、遠端、すなわち当該LCD駆動用増幅回路10から遠い箇所における波形(破線で表示)は、データ線の持つ時定数に従って鈍っている。しかし、この場合でも、最終値到達時間は従来より短くなっており、より高速の書き込みが実現できる。   As can be seen from the waveform in FIG. 3A, the waveform at the near end, that is, at a location close to the LCD driving amplifier circuit 10 (shown by a solid line) appears to have a protrusion at the beginning of each horizontal synchronization period. The final value arrival time is shorter than before, and higher speed writing can be realized. Further, the waveform (indicated by a broken line) at the far end, that is, at a location far from the LCD driving amplifier circuit 10 is dull according to the time constant of the data line. However, even in this case, the final value arrival time is shorter than before, and higher speed writing can be realized.

図5より判るように、ストローブ信号STBの立ち下がりは時刻t1、t2、t3で生じており、それら時刻に始まる水平同期期間でのスイッチS2の極性は、それら時刻における極性信号POLの極性と反対になっている。また、同水平同期期間でのスイッチS3の極性は、それら時刻における極性信号POLの極性と同一になっている。これは図6においても同様である。   As can be seen from FIG. 5, the strobe signal STB falls at times t1, t2, and t3, and the polarity of the switch S2 in the horizontal synchronization period starting from these times is opposite to the polarity of the polarity signal POL at those times. It has become. In addition, the polarity of the switch S3 in the horizontal synchronization period is the same as the polarity of the polarity signal POL at those times. The same applies to FIG.

上述したスイッチS1〜S5の制御は、スイッチ制御回路23(図2を参照)によって行われる。スイッチS2とS3の制御を実現する回路構成の例を図7に示す。   The above-described control of the switches S1 to S5 is performed by the switch control circuit 23 (see FIG. 2). An example of a circuit configuration for realizing the control of the switches S2 and S3 is shown in FIG.

図7のスイッチ制御回路30は、ストローブ信号STBの立ち下がりで極性信号POLを取り込むフリップフロップ回路31と、フリップフロップ(F/F)回路31の出力の極性を反転するインバータ回路32と、インバータ回路32の出力の電圧レベルをシフトするレベルシフタ(L/S)回路33と、フリップフロップ回路31の出力の電圧レベルをシフトするレベルシフタ回路34とを備えている。レベルシフタ回路33と34は、低圧系ロジック電圧(例えば3.3V)から高圧系電圧(例えば10V)へ信号を伝達するための回路である。この回路30により、図5と図6に示す波形図に応じたスイッチS2とS3の動作が実現できることは明らかである。   7 includes a flip-flop circuit 31 that takes in the polarity signal POL at the falling edge of the strobe signal STB, an inverter circuit 32 that inverts the polarity of the output of the flip-flop (F / F) circuit 31, and an inverter circuit. A level shifter (L / S) circuit 33 that shifts the voltage level of the output of 32 and a level shifter circuit 34 that shifts the voltage level of the output of the flip-flop circuit 31 are provided. The level shifter circuits 33 and 34 are circuits for transmitting a signal from a low-voltage system logic voltage (for example, 3.3 V) to a high-voltage system voltage (for example, 10 V). It is obvious that the operation of the switches S2 and S3 according to the waveform diagrams shown in FIGS.

スイッチ制御回路23(図2を参照)の他の構成例を図8に示す。図8は、スイッチS1〜S5のONとOFFを制御するスイッチ制御回路40の構成図である。なお、この例では、上位nビット判定回路22(図2参照)としてn入力ANDゲート46が使用されている。   Another configuration example of the switch control circuit 23 (see FIG. 2) is shown in FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of the switch control circuit 40 that controls ON and OFF of the switches S1 to S5. In this example, an n-input AND gate 46 is used as the upper n-bit determination circuit 22 (see FIG. 2).

Dフリップフロップ41のデータ端子Dとラッチ端子φには、極性信号POLとストローブ信号STBの反転信号がそれぞれ入力される。Dフリップフロップ41の二つのデータ端子QとQバーより出力される出力信号は、レベルシフタ43と42を介して出力され、それぞれスイッチS3とS2用の制御信号となる。図5で説明すれば、Dフリップフロップ41は、ストローブ信号STBの立ち下がり(時刻t1)における極性信号POLの論理状態(L)をストローブ信号STBの次の立ち下がり(時刻t2)まで保持し、続いて、ストローブ信号STBの立ち下がり(時刻t2)における極性信号POLの論理状態(H)をストローブ信号STBの次の立ち下がり(時刻t3)まで保持する。従って、スイッチS2とS3の制御信号の波形は図5に示すようになる。(これは図6においても同様である。)
ストローブ信号STBは、フリップフロップ51のセット端子Sと、ダウンカウンタ53のデータ端子Pに入力される。ダウンカウンタ53のクロック端子CLには、二入力ANDゲート52の出力信号が入力される。ダウンカウンタ53の出力端子BLから出力される出力信号は、フリップフロップ51のリセット端子Rに入力される。フリップフロップ51の出力端子Qから出力される出力信号は、二入力ANDゲート52の一方の入力端子に入力されるとともに、三入力ANDゲート47と48にもそれぞれ入力される。二入力ANDゲート52の他方の入力端子には、ドットクロックが入力される。三入力ANDゲート47と48の他の二つの入力端子には、Dフリップフロップ41の二つのデータ端子QとQバーより出力される出力信号がそれぞれ入力される。三入力ANDゲート47と48の出力端子から出力される出力信号は、レベルシフタ49と50を介して出力され、それぞれスイッチS4とS5用の制御信号となる。
The polarity signal POL and the inverted signal of the strobe signal STB are input to the data terminal D and the latch terminal φ of the D flip-flop 41, respectively. The output signals output from the two data terminals Q and Q bar of the D flip-flop 41 are output via the level shifters 43 and 42 and become control signals for the switches S3 and S2, respectively. Referring to FIG. 5, the D flip-flop 41 holds the logical state (L) of the polarity signal POL at the falling edge (time t1) of the strobe signal STB until the next falling edge (time t2) of the strobe signal STB. Subsequently, the logic state (H) of the polarity signal POL at the fall of the strobe signal STB (time t2) is held until the next fall (time t3) of the strobe signal STB. Therefore, the waveforms of the control signals for the switches S2 and S3 are as shown in FIG. (The same applies to FIG. 6.)
The strobe signal STB is input to the set terminal S of the flip-flop 51 and the data terminal P of the down counter 53. The output signal of the two-input AND gate 52 is input to the clock terminal CL of the down counter 53. An output signal output from the output terminal BL of the down counter 53 is input to the reset terminal R of the flip-flop 51. The output signal output from the output terminal Q of the flip-flop 51 is input to one input terminal of the two-input AND gate 52 and also input to the three-input AND gates 47 and 48, respectively. A dot clock is input to the other input terminal of the two-input AND gate 52. Output signals output from the two data terminals Q and Q of the D flip-flop 41 are input to the other two input terminals of the three-input AND gates 47 and 48, respectively. Output signals output from the output terminals of the three-input AND gates 47 and 48 are output via level shifters 49 and 50, and become control signals for the switches S4 and S5, respectively.

プリセット値入力回路54は、ダウンカウンタ53にプリセット値を入力するために使用される。ダウンカウンタ53は、クロック入力端子CLへの入力信号に同期して、設定されたプリセット値から0までデータ入力端子Pへの入力信号のダウンカウントを行い、カウント値に応じた論理状態の信号を順次出力する。プリセット値は、デジタル入力信号の上位nビットがすべて1である場合に、所望のプリチャージ期間が得られるように設定される。   The preset value input circuit 54 is used to input a preset value to the down counter 53. The down counter 53 counts down the input signal to the data input terminal P from the preset value to 0 in synchronization with the input signal to the clock input terminal CL, and outputs a signal in the logic state corresponding to the count value. Output sequentially. The preset value is set so that a desired precharge period can be obtained when all the upper n bits of the digital input signal are 1.

図6で説明すれば、Dフリップフロップ41のデータ端子QとQバーより出力される出力信号は、それぞれ、スイッチS2とS3の制御信号の波形と同じ波形を持つ。つまり、データ端子Qより出力される出力信号は、時刻t11〜t13の間は論理状態H、時刻t13〜t15の間は論理状態Lとなる。データ端子Qバーより出力される出力信号は、時刻t11〜t13の間は論理状態L、時刻t13〜t15の間は論理状態Hとなる。他方、フリップフロップ51の出力端子Qから出力される出力信号は、そのリセット端子Rにダウンカウンタ53から論理状態Hの信号が入力されるまでは、ストローブ信号STBの論理状態を反転した論理状態に保持される。すなわち、時刻t11より時刻t13の少し前までは論理状態H、それ以後で時刻t13までの間は論理状態Lとなる。そして、n入力ANDゲート46の出力端子から出力される出力信号は、デジタル入力信号の上位nビットがすべて1の場合に論理状態Hとなる。その結果、スイッチS4とS5用の制御信号の波形は図6に示すようになる。   Referring to FIG. 6, the output signals output from the data terminals Q and Q bar of the D flip-flop 41 have the same waveforms as the control signals of the switches S2 and S3, respectively. That is, the output signal output from the data terminal Q is in the logic state H during the time t11 to t13 and is in the logic state L during the time t13 to t15. The output signal output from the data terminal Q bar is in the logic state L during the time t11 to t13 and is in the logic state H during the time t13 to t15. On the other hand, the output signal output from the output terminal Q of the flip-flop 51 is in a logic state obtained by inverting the logic state of the strobe signal STB until the signal of the logic state H is input from the down counter 53 to the reset terminal R. Retained. That is, the logic state H is until a time t11 slightly before the time t11, and the logic state L is between the time t11 and the time t13 thereafter. The output signal output from the output terminal of the n-input AND gate 46 is in the logic state H when the upper n bits of the digital input signal are all 1. As a result, the waveforms of the control signals for the switches S4 and S5 are as shown in FIG.

すなわち、時刻t11〜t12の間に、デジタル入力信号の上位nビットがすべて1となって、n入力ANDゲート46の出力信号が論理状態Hとなったとすると、Dフリップフロップ41のデータ端子Qバーより出力される出力信号は、論理状態Hであり、フリップフロップ51の出力端子Qの出力信号は、そのリセット端子Rにダウンカウンタ53から論理状態Hの信号が入力されるまでは、ストローブ信号STBの論理状態を反転した論理状態に保持されるから、論理状態Hである。よって、時刻t11〜t12では三入力ANDゲート43の出力信号は論理状態Hとなる。時刻t12〜t13の間にデジタル入力信号の上位nビットがすべて1でなくなると、三入力ANDゲート43の出力信号は論理状態Lとなる。その結果、時刻t11〜t13の間におけるスイッチS4の制御信号の波形は、図6に示すようになる。   That is, if the upper n bits of the digital input signal are all 1 and the output signal of the n-input AND gate 46 is in the logic state H between times t11 and t12, the data terminal Q bar of the D flip-flop 41 is The output signal output from the output terminal Q of the flip-flop 51 is the strobe signal STB until the signal of the logic state H is input from the down counter 53 to the reset terminal R. Therefore, the logic state is H. Therefore, the output signal of the three-input AND gate 43 is in the logic state H at times t11 to t12. If all the higher-order n bits of the digital input signal are not 1 during the time t12 to t13, the output signal of the three-input AND gate 43 becomes the logic state L. As a result, the waveform of the control signal of the switch S4 between times t11 and t13 is as shown in FIG.

時刻t11〜t13の間、Dフリップフロップ41のデータ端子Qより出力される出力信号は、論理状態Lに保持されるから、この間、三入力ANDゲート43の出力信号は論理状態Lに保持される。よって、スイッチS5の制御信号の波形は、図6に示すようになる。   Since the output signal output from the data terminal Q of the D flip-flop 41 is held in the logic state L during times t11 to t13, the output signal of the three-input AND gate 43 is held in the logic state L during this time. . Therefore, the waveform of the control signal of the switch S5 is as shown in FIG.

時刻t11〜t15の間のスイッチS5の制御信号については、スイッチS4の場合と同様の理由から、図6に示す波形となる。   The control signal of the switch S5 between times t11 and t15 has the waveform shown in FIG. 6 for the same reason as in the case of the switch S4.

三入力ANDゲート47と48の出力信号は、スイッチS4とS5の制御信号とそれぞれ同じ波形である。NOR回路44の出力信号をレベルシフタ45を介して取り出したものがスイッチS1用の制御信号であるから、スイッチS4とS5の制御信号のいずれか一方の論理状態がHの時に、スイッチS1の制御信号は論理状態Lとなる。よって、図6に示すような波形となる。   The output signals of the three-input AND gates 47 and 48 have the same waveforms as the control signals of the switches S4 and S5, respectively. Since the output signal of the NOR circuit 44 taken out via the level shifter 45 is the control signal for the switch S1, the control signal for the switch S1 when one of the logical states of the control signals for the switches S4 and S5 is H. Becomes the logic state L. Therefore, the waveform is as shown in FIG.

以上詳述したように、本実施形態に係るLCD駆動用増幅回路10では、差動増幅部11の出力側に配置されたNチャネルトランジスタM1とPチャネルM2が、出力点Pに互いのソースが接続される形態で二つの電源供給端子間(ここでは電源端子と接地端子の間)に直列接続されており、差動増幅部11の出力信号Vinaに応答して出力点Pをプッシュプル駆動する。差動増幅部11の出力側において、トランジスタM1とM2はそれぞれソースフォロア構成を持つ。そして、トランジスタM1とM2は、差動増幅部11の出力信号Vinaに応答して出力点Pをプッシュプル駆動する。よって、オフセット電圧に起因する出力偏差を低減することができ、それによって生じる画質劣化の生じる恐れが減少する。また、本実施形態では、トランジスタM1とM2がB級動作に基づくプッシュプル動作を行うため、消費電力も低減することができる。   As described above in detail, in the LCD drive amplifier circuit 10 according to the present embodiment, the N-channel transistor M1 and the P-channel M2 arranged on the output side of the differential amplifier 11 are connected to each other at the output point P. Connected in series between two power supply terminals (here, between a power supply terminal and a ground terminal) and push-pull drive the output point P in response to the output signal Vina of the differential amplifier 11. . On the output side of the differential amplifier 11, each of the transistors M1 and M2 has a source follower configuration. The transistors M1 and M2 push-pull drive the output point P in response to the output signal Vina of the differential amplifying unit 11. Therefore, the output deviation due to the offset voltage can be reduced, and the risk of image quality degradation caused thereby is reduced. In this embodiment, the transistors M1 and M2 perform a push-pull operation based on the class B operation, so that power consumption can be reduced.

さらに、出力点Pの信号が差動増幅部11の反転入力端子に帰還されているため、トランジスタM1とM2の持つ駆動能力を有効に利用することができる。よって、駆動能力を増大することができる。   Furthermore, since the signal at the output point P is fed back to the inverting input terminal of the differential amplifier 11, the driving capability of the transistors M1 and M2 can be used effectively. Therefore, the driving capability can be increased.

さらに、上位nビット判定回路22において、デジタル入力信号Vdinの上位nビットを調べてプリチャージ(オーバードライブ)が必要か否かを判定し、その判定結果に応じた信号をスイッチ制御回路23に送り、スイッチ制御回路23はその信号に応じてスイッチS1〜S5のON、OFF(開閉)を制御するので、必要な時間に限ってプリチャージ動作を行うことができる。   Further, the upper n-bit determination circuit 22 checks the upper n bits of the digital input signal Vdin to determine whether precharge (overdrive) is necessary, and sends a signal corresponding to the determination result to the switch control circuit 23. Since the switch control circuit 23 controls ON / OFF (open / close) of the switches S1 to S5 according to the signal, the precharge operation can be performed only for a necessary time.

さらに、プリチャージ期間を各水平同期期間の最初の一部に限定して、スイッチS4とS5を用いて出力端子Toutに対してプリチャージを行い、それによって出力端子Toutに現れる出力電圧Voutを電源電圧VDDまで引き上げ、あるいは接地電位GNDまで引き下げているので、LCDのような容量性負荷60を高速で駆動することができる。   Further, the precharge period is limited to the first part of each horizontal synchronization period, and the output terminal Tout is precharged using the switches S4 and S5, whereby the output voltage Vout appearing at the output terminal Tout is supplied to the power supply. Since the voltage is raised to the voltage VDD or lowered to the ground potential GND, the capacitive load 60 such as an LCD can be driven at a high speed.

なお、データ信号の極性を2水平同期期間毎に反転させるいわゆる「2H」駆動においても、本発明は適用可能である。また、デジタル入力信号Vdinの如何にかかわらず常にプリチャージを行うようにすれば、本発明によっていわゆるオーバードライブ機能を実現できる。その結果、書き込み時間を短縮できる利点が得られる。この場合、オーバードライブ期間を出力電圧Voutに応じて最適化するのが好ましい。   The present invention can also be applied to so-called “2H” driving in which the polarity of the data signal is inverted every two horizontal synchronization periods. If the precharge is always performed regardless of the digital input signal Vdin, a so-called overdrive function can be realized by the present invention. As a result, there is an advantage that the writing time can be shortened. In this case, it is preferable to optimize the overdrive period according to the output voltage Vout.

(変形例)
上述した実施形態は本発明を具体化した例を示すものであり、したがって、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施形態では、上位nビット判定回路22でデジタル入力信号Vdinの上位nビットを調べてプリチャージが必要か否かを判定しているが、プリチャージが必要か否かを判定できるものであれば、これら以外の判定方法も使用可能である。
(Modification)
The embodiments described above show examples embodying the present invention. Therefore, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say. For example, in the above embodiment, the upper n bits determination circuit 22 checks the upper n bits of the digital input signal Vdin to determine whether or not precharge is necessary. However, it is possible to determine whether or not precharge is necessary. If so, determination methods other than these can also be used.

本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路に使用されるLCD駆動用増幅回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the amplifier circuit for LCD drive used for the LCD drive circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the LCD drive circuit based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路の出力波形の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the output waveform of the LCD drive circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路の動作範囲の区分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the division | segmentation of the operating range of the LCD drive circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路のプリチャージをしない場合の動作を示すタイミング・チャートである。4 is a timing chart showing an operation when the LCD drive circuit according to the embodiment of the present invention is not precharged. 本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路のプリチャージをする場合の動作を示すタイミング・チャートである。6 is a timing chart showing an operation when precharging an LCD driving circuit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るLCD駆動回路のスイッチ制御回路の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the switch control circuit of the LCD drive circuit which concerns on one Embodiment of this invention. スイッチS1〜S5のONとOFFを制御するスイッチ制御回路の構成図である。It is a block diagram of the switch control circuit which controls ON and OFF of switches S1-S5. 「片側駆動」方式を用いた従来の液晶表示装置(従来例1)の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional liquid crystal display device (conventional example 1) using a "one side drive" system. 6ビットの入力データと階調電圧V0〜V4及びV5〜V9との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between 6-bit input data and gradation voltages V0 to V4 and V5 to V9. 図9に示した従来の液晶表示装置に使用された出力回路の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of an output circuit used in the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 9. 図9に示した従来の液晶表示装置に使用された出力回路を構成するボルテージ・フォロアの例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a voltage follower constituting an output circuit used in the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 9. 図9に示した従来の液晶表示装置に使用された出力回路を構成する他のボルテージ・フォロアの例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing another example of a voltage follower that constitutes an output circuit used in the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 9. 図9に示した従来の液晶表示装置の動作を示すタイミング・チャートである。10 is a timing chart showing the operation of the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 図11のボルテージ・フォロワ用として使用可能な他の構成例(従来例2)を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing another configuration example (conventional example 2) that can be used for the voltage follower of FIG. 11. 図15のボルテージ・フォロワにおける出力波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the output waveform in the voltage follower of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 LCD駆動用増幅回路
11 差動増幅部
12 差動増幅部11の出力部
21 D/Aコンバータ
22 上位nビット判定回路
23 スイッチ制御回路
30 スイッチ制御回路
31 フリップフロップ回路
32 インバータ
33、34 レベルシフタ(L/S)
40 スイッチ制御回路
41 Dフリップフロップ
42、43、45、49、50 レベルシフタ(L/S)
44 NORゲート
46 n入力ANDゲート
47、48 三入力ANDゲート
52 二入力ANDゲート
51 フリップフロップ
53 ダウンカウンタ
54 プリセット値入力回路
60 負荷(液晶パネルの液晶容量)
Tin 入力端子
Tout 出力端子
M1 NチャネルMOSトランジスタ
M2 PチャネルMOSトランジスタ
CI1、CI2、CI3 定電流源
S1、S2、S3、S4、S5 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 LCD drive amplifier circuit 11 Differential amplifier part 12 Output part of differential amplifier part 21 D / A converter 22 Upper n bit determination circuit 23 Switch control circuit 30 Switch control circuit 31 Flip-flop circuit 32 Inverter 33, 34 Level shifter ( L / S)
40 Switch control circuit 41 D flip-flop 42, 43, 45, 49, 50 Level shifter (L / S)
44 NOR gate 46 n-input AND gate 47, 48 3-input AND gate 52 2-input AND gate 51 flip-flop 53 down counter 54 preset value input circuit 60 load (liquid crystal capacity of liquid crystal panel)
Tin input terminal Tout output terminal M1 N channel MOS transistor M2 P channel MOS transistor CI1, CI2, CI3 Constant current source S1, S2, S3, S4, S5 switch

Claims (6)

入力信号を受ける増幅回路と、
出力点に互いのソースが接続される形態で二つの電源供給端子間に直列接続されると共に、前記増幅回路の出力信号に応答して前記出力点をプッシュプル駆動する、互いに異なる導電型の第1及び第2のトランジスタと、
前記二つの電源供給端子の一方と前記出力点との間に前記第1トランジスタに並列に設けられた第1スイッチと、
前記二つの電源供給端子の他方と前記出力点との間に前記第2トランジスタに並列に設けられた第2スイッチと、
当該駆動回路の出力端子と前記出力点とを結ぶ経路に設けられ、且つ前記出力点に対してプリチャージが行われる時に前記経路を遮断し、プリチャージが行われない時に前記経路を接続するように制御される第3スイッチとを備え、
前記第1及び第2のトランジスタがB級動作に基づきプッシュプル駆動されると共に、前記出力点の信号が前記増幅回路に帰還されていることを特徴とする駆動回路。
An amplifier circuit for receiving an input signal;
Second power sources of different conductivity types are connected in series between the two power supply terminals in a form in which the respective sources are connected to the output point, and push-pull drive the output point in response to the output signal of the amplifier circuit. A first and a second transistor ;
A first switch provided in parallel with the first transistor between one of the two power supply terminals and the output point;
A second switch provided in parallel with the second transistor between the other of the two power supply terminals and the output point;
Provided in a path connecting the output terminal of the drive circuit and the output point, and when the precharge is performed on the output point, the path is blocked, and when the precharge is not performed, the path is connected. A third switch controlled by
The drive circuit, wherein the first and second transistors are push-pull driven based on a class B operation, and a signal at the output point is fed back to the amplifier circuit.
前記入力信号を調べてプリチャージが必要か否かを判定する判定回路をさらに有している請求項1に記載の駆動回路。 The drive circuit according to claim 1, further comprising a determination circuit that examines the input signal and determines whether precharge is necessary . 前記判定回路が、前記入力信号の上位nビット(nは正の整数)を判定してプリチャージが必要か否かを判定する請求項2に記載の駆動回路。 The drive circuit according to claim 2 , wherein the determination circuit determines whether or not precharge is necessary by determining upper n bits (n is a positive integer) of the input signal . 前記判定回路が、n入力のAND回路から構成される請求項3に記載の駆動回路。 The drive circuit according to claim 3 , wherein the determination circuit is configured by an n-input AND circuit. 互いに直列接続された第4スイッチ及び第1定電流源が、前記二つの電源供給端子の一方と前記出力点との間において前記第1トランジスタに並列に設けられていると共に、互いに直列接続された第5スイッチ及び第2定電流源が、前記二つの電源供給端子の他方と前記出力点との間において前記第2トランジスタに並列に設けられており、
前記第4スイッチは、前記第1トランジスタのON・OFFにほぼ同期してON・OFF制御され、前記第5スイッチは、前記第2トランジスタのON・OFFにほぼ同期してON・OFF制御される請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動回路。
A fourth switch and a first constant current source connected in series with each other are provided in parallel with the first transistor between one of the two power supply terminals and the output point, and are connected in series with each other. A fifth switch and a second constant current source are provided in parallel with the second transistor between the other of the two power supply terminals and the output point;
The fourth switch is ON / OFF controlled almost synchronously with the ON / OFF of the first transistor, and the fifth switch is ON / OFF controlled almost synchronously with the ON / OFF of the second transistor. The drive circuit according to claim 1.
前記第4スイッチ及び前記第1定電流源と前記第5スイッチ及び前記第2定電流源が、出力アイドリング電流を流すために使用される請求項5に記載の駆動回路。
6. The drive circuit according to claim 5, wherein the fourth switch, the first constant current source, the fifth switch, and the second constant current source are used for flowing an output idling current .
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